Rechercher. "Illusions d'optique

Illusions d'optique

Ou une illusion d'optique

Effectué :

élève de 9ème

Rakhmanova Zina Andreïevna

Présentation__________________________________________________ 3

1. Quelques types d'illusions d'optique ______________________ _ 4-10

Recherche expérimentale perception des illusions_________ 11-13

Créer des photos avec des illusions d'optique _____________ 14

Conclusion ______________________________________________ 15

Références _______________________________________________16

Annexe_______________________________________________ 17-28

INTRODUCTION

L'expression "tromperie" dans la vie est très courante. Malheureusement, notre œil n'est pas un instrument précis dans le monde et il a donc tendance à faire des erreurs. Ces erreurs sont appelées illusions d'optique. En termes simples, il s'agit d'une fausse représentation de la réalité. Ils sont très connus un grand nombre de, et tous ne sont pas différents, ainsi que les raisons de leur apparition.

Souvent, ce que nous voyons est trompeur, et beaucoup n'est pas du tout ce qu'il semble à première vue. Même les choses les plus simples peuvent être chargées des découvertes les plus inattendues, il vous suffit d'y regarder de plus près.

Mais devons-nous faire confiance à tout ce que nous voyons ? Est-il possible de voir ce que personne n'a vu ? Est-il vrai que des objets immobiles peuvent bouger ? Quelle est la variété des illusions d'optique ? Je veux vraiment trouver des réponses à toutes les questions posées, j'ai donc décidé de mener une étude "Illusion" et de me pencher sur cette question.

Cibler: que je me suis fixé dans l'étude - Découvrez ce qui sous-tend l'illusion d'optique - miracles ou science ?

Pour atteindre cet objectif, il est nécessaire de résoudre les problèmes suivants

Tâches:

1. Recueillez des informations sur les types d'illusions d'optique, les raisons de leur apparition.

2. Mener une étude au cours de laquelle il sera possible de déterminer le pourcentage d'objectivité dans la perception de l'objet par les élèves de 9e année et les enseignants.

3. Apprenez à gérer les illusions.

Objet d'étude - illusions d'optique.

Sujet d'étude Causes des illusions d'optique.

Hypothèse de recherche- Les illusions sont basées sur l'ordinaire phénomène naturel.

Certains types d'illusions d'optique.

En étudiant cette question dans la littérature encyclopédique et sur Internet, j'ai découvert qu'en traduction du latin, le mot "illusion" signifie "erreur, délire". Cela suggère que les illusions ont longtemps signifié une sorte de dysfonctionnement du système visuel. Dans la seconde moitié du 19e - début du 20e siècle, de nombreuses images de test ont été créées pour indiquer les erreurs de ce que nous voyons dessus. L'ILLUSION D'OPTIQUE est une impression d'un objet ou d'un phénomène visible qui ne correspond pas à la réalité, c'est-à-dire illusion d'optique.

Les illusions d'optique sont divisées en trois types :

naturel ou créé par la nature ;

artificielle ou artificielle ;

Mixte, c'est-à-dire des illusions naturelles recréées par l'homme.

Types d'illusions d'optique :

illusions d'optique naturelles

Mirages

Mirage est un jeu de rayons lumineux. Le mot "mirage" vient de

mot français et signifie « refléter, comme dans un miroir », et dans le rôle

"miroirs" dépasse ... air. Les mirages sont généralement divisés en trois classes.

La première classe comprend les mirages inférieurs - une image inversée

éléments. Il s'avère que l'air est constitué de couches qui ont des

température et densité. Lorsque les rayons passent d'une couche à une autre, ils commencent à se réfracter, et si la différence de température entre les couches est grande, alors les rayons

commencent généralement à se refléter, tout en créant des illusions qui

sont appelés des mirages. Ainsi, par exemple, dans le désert, le sable est chauffé

sous le soleil, la couche d'air inférieure se réchauffe et commence à se refléter

objets comme un miroir. Des mirages inférieurs peuvent également être vus sur

route goudronnée au soleil chaud.

Les mirages de seconde classe comprennent les mirages supérieurs. Ils sont moins communs et plus pittoresques que les plus bas. Un mirage supérieur se produit lorsque les couches d'air proches de la terre sont beaucoup plus froides que les couches supérieures : l'image se détache du sol et reste suspendue dans les airs, parfois elle est à l'envers. Un mirage supérieur peut décrire un arc et revenir au sol après des centaines de kilomètres. conditions idéales former un mirage supérieur. Par conséquent, les marins voient souvent des navires suspendus dans les airs, et même des navires bien au-delà de l'horizon. Il y a aussi des mirages latéraux. Ils sont similaires à ceux ci-dessous, seulement dans

Dans ce cas, tout est réfléchi non pas par la terre, mais par le chauffage par les rayons du soleil

des murs. Les mirages de troisième classe ou Fata Morgana sont un phénomène mystérieux,

qui ne peut être expliqué par aucune loi de la physique.

Des milliers de touristes et d'habitants de la ville de Penglaive, dans l'est de la Chine

2006 a été témoin d'un phénomène rare - un énorme mirage

Le brouillard suspendu au-dessus du rivage a créé l'illusion d'une image de la ville de

gratte-ciel modernes, larges rues de la ville, 7

des voitures bruyantes et des foules de gens bien visibles.

Le mirage a duré plusieurs heures, et avant son apparition 2 jours ont été torrentiels

des pluies. Un des les meilleurs endroits dans le monde pour observer des mirages est

Alaska. Plus le froid en Alaska est mauvais, plus ils apparaissent clairs et beaux dans le ciel

angle mort

Au cours de mes recherches, j'ai appris les caractéristiques étonnantes de la structure de notre œil. Ainsi, par exemple, il y a une tache aveugle de l'œil, découverte par le physicien français Mariotte en 1668. La tache aveugle est l'endroit de la rétine où le nerf optique pénètre dans le globe oculaire. Le dessin de Mariotte est connu pour trouver un angle mort. Si vous regardez la croix avec votre œil droit (l'œil gauche doit être fermé), en rapprochant ou en éloignant le dessin de l'œil, il arrive un moment où le cercle noir n'est pas visible. Il s'avère qu'à cause de l'angle mort, je dois voir le monde avec des espaces ? Il s'avère que non ! Nous avons deux yeux, donc lorsqu'une image entre dans la tache aveugle d'un œil, l'autre œil voit tous les détails.

Considérez comment notre vision fonctionne. Un faisceau de lumière rebondit sur un

l'objet touche la cornée et traverse la pupille. Derrière l'élève

la lentille est située, semblable à une lentille transparente, qui 8

réfracte la lumière et la focalise sur la rétine. Vient ensuite le nerf optique

transmet un signal au lobe occipital du cerveau et la personne voit

image. Cela signifie que la vision contrôle non seulement l'œil, mais aussi le cerveau.

Par conséquent, quand ils parlent de "tromperie de l'œil", ce serait plus correct

dire que nous sommes en fait trompés par notre propre cerveau quand

analyse ce qu'il voit.

À ce stade de la recherche, j'ai fait une autre découverte pour moi-même -

l'homme invisible du roman écrivain anglais H.G. Wells ne pouvait pas

voir! Sa pupille et sa lentille sont transparentes, de sorte que les rayons traversant ses yeux

une personne invisible passe sans obstacles et ne peut pas se rassembler en un seul

point pour créer une image sur la rétine. La personne est donc invisible.

doit être aveugle.

illusion de taille

L'illusion de Muller-Lyer est l'une des plus célèbres illusions de perception de la taille. En regardant cette image, beaucoup diront que le segment avec des flèches vers l'extérieur est plus long que le segment avec des flèches pointant vers l'intérieur. En fait, les segments sont égaux.

Deux cercles parfaitement égaux au milieu sont perçus comme ayant des tailles différentes selon qu'ils sont entourés de cercles plus grands ou plus petits.

L'illusion avec des cercles s'explique par l'action de la loi du contraste, l'objet apparaîtra plus grand que sa taille réelle sur le fond de petits objets, et vice versa.

Un autre exemple de ce type d'illusion est l'illusion de Ponzo. Il est évident pour tout le monde que le segment éloigné est beaucoup plus grand que le segment proche. Cependant, dans ce cas, ils sont égaux. L'illusion est créée en raison d'une erreur dans notre cerveau, car il est habitué au fait que plus l'objet est éloigné, plus il est petit.

Distorsion de la forme des objets.

Les lignes parallèles seront perçues comme non parallèles lorsqu'elles sont vues sur le fond de lignes obliques qui se croisent mutuellement. Le cercle perd sa forme régulière lorsqu'il est vu sur un fond de lignes courbes.

Ce type d'illusion trouve son explication dans le fait que les traits prononcés de l'arrière-plan affectent la perception des objets situés sur cet arrière-plan.

Réévaluation des lignes verticales. De deux lignes de même taille, la verticale est toujours visuellement perçue comme beaucoup plus grande que l'horizontale. A propos de cette illusion, la hauteur des objets nous paraît supérieure à sa valeur réelle. (La femme de droite semble plus petite et plus grosse.)

Illusions émouvantes.

Une image fixe semble bouger. La même image en rotation peut tourner dans des directions différentes.

Les illusions géométriques créent d'énormes opportunités pour les artistes, photographes, créateurs de mode. Cependant, les ingénieurs et les mathématiciens doivent être prudents avec les dessins et renforcer "l'évident".

Illusion de perception des couleurs

La propriété la plus importante de notre œil est sa capacité à distinguer les couleurs. Mais même ici, les illusions ont réussi à me tromper. Sur la photo, parmi les rayures bleues et jaunes, j'ai vu deux nuances de rouge et deux nuances de vert, bien qu'en réalité il n'y ait qu'un rouge et un couleur verte. L'erreur est due à la luminosité de l'arrière-plan et à la couleur des objets environnants.

Dans la grille de Goering, à l'intersection des bandes blanches, à l'exception de l'intersection où je fixais mon regard, de petites taches grises étaient visibles. Il s'avère que vous pouvez voir quelque chose qui n'est pas là !?

Illusion de mouvement

Les illusions de mouvement sont les plus impressionnantes et les plus difficiles à expliquer. Vous regardez des objets immobiles et ils commencent à bouger. La même image en rotation peut tourner dans des directions différentes. La plupart des illusions de mouvement sont construites sur la répétition régulière de fragments de luminosité ou de couleur différente. La vision périphérique joue un rôle prépondérant dans l'illusion du mouvement. Essayez de porter votre doigt à votre tempe. Vous ne le verrez pas. Mais cela vaut la peine de bouger un doigt, et le mouvement sera remarqué, bien que le système visuel ne puisse pas reconnaître ce qui clignote là-bas. Le célèbre créateur d'illusions de mouvement A. Kitaoka a mené des recherches et a découvert Faits intéressants. Il s'avère que certaines personnes ne peuvent pas voir l'illusion du mouvement (selon certaines estimations, il y en aurait environ 5%).

Un autre fait n'est pas moins intéressant : les personnes âgées plus souvent que les jeunes ne voient pas le mouvement.

illusions artificielles

Images doubles

Les images doubles sont des images dans lesquelles une personne sélectionne pour elle-même un arrière-plan ou une figure, en fonction de sa perception de l'image.

Les images sont des manettes

Quoi qu'on en dise, peu importe comment vous retournez les images inversées, les images ne changent pas de place.

Figures et objets impossibles

Il existe une énorme classe de soi-disant "figures impossibles" qui sont dessinées à tort ou délibérément avec des erreurs, ce qui entraîne des effets visuels amusants.

La reconnaissance de formes

Les illusions de reconnaissance de formes se caractérisent par le fait qu'il est parfois très difficile de déterminer ce qui est représenté sur l'image.

Parfois, le dessin principal lui-même ne vous permet pas de voir une image supplémentaire, en d'autres termes, il ne vous permet pas de reconnaître l'image. Si, néanmoins, l'image est reconnue, elle peut déjà être vue sans difficulté lors de la visualisation ultérieure des images.

Illusions mixtes

C'est peut-être la plus grande section d'illusions. Il comprend des images d'illusion bien connues, divers modèles et, naturellement, cette «tromperie» est créée par une personne. Un exemple frappant d'une illusion d'optique mixte est les superbes dessins sur le trottoir, qui sont très impressionnants sous un certain angle de vue !

Application des illusions d'optique

Les illusions d'optique ne sont pas nouvelles en architecture. Architectes Rome antique possédait une connaissance de l'optique, suffisante pour créer de magnifiques illusions d'optique sur les sols en utilisant la technique de la mosaïque.

À Odessa, il y a une attraction très populaire "Witch's House". Illusion d'optique maison plate créé en raison du fait que les murs latéraux de la maison sont construits sous angle aigu. En regardant la douane en Australie, il semble que les étages s'agrandissent et se rétrécissent, bien que chaque étage de la maison ait la même hauteur.

Les illusions dans le cirque sont créées grâce à l'utilisation d'équipements spéciaux - un double fond, des ressorts spéciaux, des cloisons cachées, une certaine installation de miroirs. Des dispositifs ingénieux effectuent toutes sortes de disparitions et d'apparitions "mystérieuses" de choses et de personnes, servent à faire planer des objets et des personnes dans les airs, à les scier ou à les brûler.

monde de la mode- le monde des illusions visuelles. Dans l'histoire du costume, on peut retracer comment la taille a été «rétrécie» à l'aide de jupes très larges, les jambes ont été allongées à l'aide d'une taille surestimée. Les lignes verticales et les détails des vêtements (rayures, flèches sur les pantalons, longues écharpes, talons hauts) affinent visuellement et augmentent la croissance. Des rayures verticales contrastées parcourent les côtés extérieurs du vêtement pour une silhouette ajustée. Les lignes horizontales (coutures, poches, volants, brides de chaussures) sont plus épaisses. La cage augmente le volume, et les cercles donnent de la rondeur aux formes. Un costume d'une seule couleur donne l'apparence de la taille, a l'air plus raffiné et élégant, et les vêtements avec des taches de couleurs vives les rendent plus volumineux.

Études expérimentales de la perception des illusions

J'ai donné des exemples de plusieurs types d'illusions d'optique. La prochaine étape est une petite expérience avec des élèves de notre école. Vont-ils succomber à l'illusion de la perception visuelle ? Je vais leur montrer, une par une, des illusions d'optique et leur demander de répondre à mes questions.

20 élèves de 9ème ont participé à l'expérience :

1er dessin

Lequel des cercles situés au milieu est le plus grand ?

GAUCHE DROITE

A) a laissé plus

B) bien plus

C) le même

Options de réponse pour le 1er chiffre	Nombre d'étudiants	% des étudiants
UNE	8	40%
B	6	30%
B(juste)	6	30%

2ème dessin

Comptez le nombre de pattes de l'éléphant montré sur l'image :

Possibilités de réponse pour 3ème dessin	Nombre d'étudiants		% des étudiants
4	13		65%
8	7	35%

3ème dessin

La figure montre deux lignes bleues. Lequel est le plus long. Gauche ou droite?

A) celui de gauche est plus long

B) Celui de droite est plus long

B) le même

Options de réponse pour le 2ème chiffre	Nombre d'étudiants	% des étudiants
UNE	9	45%
B	4	20%
B (juste)	7	35%

Enquête auprès des enseignants

Expérience numéro 1

Possibilités de réponse pour 1er dessin	Nombre d'enseignants	% des étudiants
UNE	4	67%
B	2	33%
B(juste)	0	0%

Expérience numéro 2

Options de réponse pour le 2ème chiffre	Nombre d'enseignants	% des étudiants
UNE	4	67%
B	2	33%

Expérience numéro 3

Options de réponse pour le 3ème chiffre	Nombre d'étudiants	% des étudiants
UNE	2	33%
B	2	33%
B (juste)	2	33%

CONCLUSIONS DE LA RECHERCHE :

J'ai mené des recherches parmi les élèves de notre 9e année et les enseignants et déterminé le pourcentage de perception des illusions par les écoliers et les enseignants. L'expérience a montré que nous ne voyons pas toujours ce qui est réellement là, par conséquent, notre hypothèse est correcte. Nous sommes arrivés à la conclusion que les objets et les phénomènes que nous voyons ne correspondent pas toujours à la réalité et sont vrais. L'analyse effectuée nous apprend qu'il ne faut pas toujours se limiter à une estimation à l'œil nu, mais qu'il faut enchaîner logique et faire des mesures.

Les gens ne peuvent pas entièrement contrôler ce qu'ils voient et sont facilement trompés. Dans mon expérience, c'est une moyenne de 71% des étudiants dans 3 expériences.

Et enfin, je me suis essayé à créer des photos avec des illusions d'optique.

Au début, il peut sembler qu'une illusion d'optique se crée facilement, en fait c'est le cas, mais avant d'obtenir des résultats impressionnants, les scientifiques ont passé beaucoup de temps et d'efforts à étudier la structure de l'œil, ses caractéristiques, les caractéristiques de la vision et la réaction du les yeux. Mais aujourd'hui, l'illusion d'optique est considérée non seulement comme l'une des méthodes de recherche, les illusions d'optique sont considérées comme utiles pour le développement et l'entraînement naturel des yeux, et plus récemment, les illusions d'optique ont été utilisées dans la vie. Il s'agit le plus souvent de peintures, d'illustrations ou de photographies.

Photos avec illusions d'optique Dernièrement deviennent de plus en plus populaires, des expositions spéciales sont créées, car ces photographies sont plus liées à l'art qu'à activités scientifiques.

J'ai aussi décidé de m'essayer à cet art.

Photo d'illusions de tromperie.

Crayon cassé dans l'eau

Expérience complète

Placez un crayon verticalement au milieu du fond d'un verre vide et regardez-le de manière à ce que son extrémité inférieure, le bord du verre et l'œil soient sur la même ligne. Sans changer la position des yeux, versez de l'eau dans un verre. Comment se fait-il qu'à mesure que le niveau d'eau dans le verre monte, la partie visible du fond augmente sensiblement, tandis que le crayon et le fond semblent se soulever ?

Positionnez le crayon en oblique dans un verre d'eau et regardez-le d'en haut puis de côté. Pourquoi un crayon semble-t-il cassé à la surface de l'eau vu d'en haut ?
Pourquoi, vue de côté, la partie du crayon située dans l'eau semble décalée sur le côté et augmentée de diamètre ?
Tout cela est dû au fait que lors du passage d'un milieu transparent à un autre, le faisceau lumineux est réfracté.

Observation de la déviation d'un faisceau de lampe torche laser lors de son passage dans une plaque plan-parallèle.

Le faisceau incident, le faisceau réfracté et la perpendiculaire à l'interface entre deux milieux, restitués au point d'incidence du faisceau, sont dans un même plan ; le rapport du sinus de l'angle d'incidence au sinus de l'angle de réfraction est une valeur constante pour deux milieux, appelée indicateur relatif réfraction du second milieu par rapport au premier.

L'indice de réfraction relatif au vide est appelé indice absolu de réfraction.

Dans la collection de tâches, recherchez le tableau "L'indice de réfraction des substances". Veuillez noter que le verre, le diamant ont un indice de réfraction plus élevé que l'eau. Pourquoi pensez-vous? Les solides ont un réseau cristallin plus dense, il est plus difficile pour la lumière de le traverser, de sorte que les substances ont un indice de réfraction plus élevé.

Une substance avec un indice de réfraction plus élevé n 1 est appelée optiquement plus dense environnement si n 1 n 2 . Une substance avec un indice de réfraction inférieur n 1 est appelée optiquement moins dense environnement si n 1 2

Eh bien, comment ai-je réussi?

Conclusion

Ainsi, l'étude des illusions d'optique est terminée et nous pouvons conclure que l'illusion n'est pas un miracle, mais une science. L'hypothèse avancée au début de l'étude a été confirmée - presque toutes les illusions sont basées sur des phénomènes naturels ordinaires. Au cours du travail, trois causes principales d'illusions d'optique ont été trouvées:

1. Les lois de la physique - la réfraction et la réflexion des rayons créent des illusions,

qu'on appelle des mirages.

2. Les caractéristiques de la structure de l'œil vous permettent de voir l'illusion de la perception

les couleurs et les illusions de mouvement, le phénomène d'irradiation et d'astigmatisme, et,

bien sûr, un angle mort.

3. L'étude a montré que la vision contrôle non seulement l'œil, mais aussi

cerveau. Les illusions d'optique sont une astuce de notre cerveau, et la vision est là

n'est qu'un médiateur qui transmet cette tromperie.

Le fait que toutes les illusions d'aujourd'hui n'aient pas leur propre explication scientifique peut indiquer que la vision humaine n'a pas été suffisamment étudiée.

Les connaissances acquises au cours du processus de recherche et les faits accumulés ont permis d'apprendre à créer des illusions d'optique et à les contrôler. Ce serait intéressant de faire dans la classe "Corner of Illusions", où les gars se familiariseraient avec les bases de la physique, différentes expériences et la recherche, ont apporté et démontré leurs inventions. Comme première exposition du Coin des Illusions, je vous propose un album d'illusions d'optique réalisé par mes soins. À ce jour, dans l'étude des illusions, de nombreux secrets attendent encore d'être découverts.

Bibliographie

1. Perelman Ya.I. "Physique ludique"

2. Ressources Internet

3. dictionnaire Langue russe S.I. Ojegova

Les illusions d'optique exploitent la différence entre ce que vos yeux voient et ce que votre cerveau perçoit. Ils montrent comment votre système visuel édite une image avant même que vous ne vous en rendiez compte, tout comme votre assistant personnel fait le tri entre l'important et l'insignifiant. Les gens ont créé des illusions d'optique bien avant de savoir comment elles fonctionnent. À ce jour, les progrès des neurosciences ont permis de comprendre comment fonctionnent les processus visuels qui trompent votre cerveau. Mais il y a aussi ceux qui n'ont pas encore été expliqués.

Illusion avec une ombre sur un échiquier

Tout le monde connaît l'illusion où une ombre tombe du corps sur l'échiquier, et deux cellules situées à l'extérieur de l'ombre et à l'intérieur semblent différentes, en noir et blanc. Mais en fait, ils sont de la même couleur. Edward Adelson en 1995 a utilisé cette illusion pour montrer aux gens comment le système visuel humain perçoit une ombre. Lorsqu'il essaie de déterminer la couleur d'une surface, le cerveau tient compte du fait que la surface est dans l'ombre et signale automatiquement qu'elle doit être rendue plus claire. Ainsi, le cerveau interprète la cellule dans l'ombre comme plus claire, mais en fait elle a la même couleur que la cellule à l'extérieur de l'ombre.

Chasse aux lilas

Cette illusion d'optique est un réticule noir au centre d'un cercle de taches violettes. À leur tour, ces taches disparaissent, se confondant avec le fond gris. Votre tâche consiste à vous concentrer sur le réticule et à attendre - vous remarquerez que les taches violettes ne disparaissent pas réellement, mais deviennent vertes ! Cette astuce visuelle s'appelle l'effet Troxler et a été découverte en 1804. Cet effet communique que l'œil humain est capable de se concentrer sur quelque chose de mobile, d'actif, ignorant tout le reste. Vos yeux mettent un peu de temps à s'adapter lorsque vous vous concentrez sur le réticule pour s'y habituer, puis ils commencent à suivre le point changeant, qui s'avère être vert et les violets s'estompent en arrière-plan sans importance.

lumière déclinante

Si vous vous concentrez sur la lumière clignotante au centre, vous remarquerez que les points jaunes dispersés autour de la source lumineuse commencent à disparaître de manière aléatoire et à apparaître dans des endroits inattendus. Cela est dû à un phénomène appelé cécité induite par le mouvement. Il n'a pas encore d'explication généralement acceptée, mais la plupart des scientifiques pensent qu'il provient du cortex visuel primaire, la partie du cerveau responsable du traitement des informations sur les objets statiques et dynamiques.

L'illusion de Goering

Dans cette illusion d'optique géométrique, les rayures semblent incurvées vers l'extérieur. Hering attribue cet effet au fait que le cerveau humain surestime l'angle d'intersection de la verticale rouge et du reste des bandes bleues. Mais pourquoi cette erreur de calcul se produit-elle ? Très probablement, cela est dû à la tendance humaine à prédire visuellement l'avenir. La lumière frappe la rétine extrêmement rapidement, de sorte que le système visuel humain a progressivement évolué pour compenser le délai entre la lumière frappant la rétine et la transmission du signal au cerveau.

Illusion de dégradé

La bande horizontale de cette illusion d'optique change de couleur du clair au foncé, étant exactement la même, mais seulement sur le fond opposé, qui passe du foncé au clair. Comme vous l'avez peut-être deviné, ce n'est qu'une illusion d'optique. Si vous fermez l'arrière-plan, vous verrez que la bande horizontale est de la même couleur. Cette illusion est similaire à la toute première, avec un damier - le cerveau analyse l'environnement dans lequel se trouvent les différentes parties de la bande horizontale, l'assombrit là où le fond est clair et l'éclaire là où le fond est sombre.

mouvement illusoire

Pour le moment, il n'y a pas d'explication claire de ce qui cause le mouvement illusoire. Certains pensent que cela est dû à de petits mouvements oculaires involontaires qui vous font penser que l'image bouge. D'autres pensent que lorsque vous regardez un motif aussi complexe, votre cortex visuel confond progressivement les objets statiques avec les objets dynamiques, de sorte que vous semblez voir du mouvement. Dans tous les cas, cette illusion est aussi une illusion d'optique qui fonctionne dans toutes les conditions, et vous ne pourrez pas convaincre votre cerveau.

Conférence scientifique et pratique de la ville

écoliers et jeunes étudiants

Société scientifique des étudiants "Découverte"

Protocole d'entente "Lycée №1656"

Direction: LA PHYSIQUE

Illusions d'optique

Complété par : Gritsai Dmitry,

Dmitry Kolesov

Protocole d'entente de 9e année "Lyceum n ° 166"

Superviseur:

Puzhuls Irina Nikolaïevna,

professeur de physique supérieur

Protocole d'entente "Lycée n ° 1656"

Tomsk - 2007

introduction ...........................................................................................................3

Chapitre je . Explication des illusions d'optique en termes de

physique, biologie, psychologie.

1.1. Le processus visuel du point de vue de la biologie ....................................... ...... 5

1.2. Psychologie de la vision ....................................................... .................................................................... .....5

1.3. Évaluation physique de l'environnement .................................................. ..................... ............6

Chapitre II

2.1. Imaginaire et réalité ....................................................... ...............................................7

2.2. Figures impossibles - une caractéristique de l'imagination ....................................... 8

Chapitre III . Illusions d'optique.

3.1. Les illusions d'optique font partie intégrante vie humaine… 11

3.2. Historique des découvertes ……………………………………………………..12

3.3. Classification des illusions d'optique ……………………………..12-15

3.3.1. Illusion d'intersection ………………………………………………..12

3.3.2. Illusion de « suite-pause » …………………………………………..13

3.3.3. L'illusion de la courbure ………………………………………………….13

3.3.4. Irradiation ………………………………...………………………………...14

3.3.5. Pression externe sur les dimensions de l'objet ………………………………......15

Conclusion …………………………………………………………………16

Littérature scientifique ………………………………………………………17

Introduction.

À l'heure actuelle, malgré le développement de la science et de la technologie, une personne continue d'utiliser ses évaluations subjectives dans tous les domaines. Bien sûr, si cela concerne les sciences non mathématiques, il n'y a rien de mal à cela, mais lorsqu'il s'agit d'estimations, en cas d'erreur dans laquelle des choses irréparables peuvent se produire, alors il faut oublier l'intuition et utiliser des instruments de mesure. Ceci, bien sûr, s'applique à l'évaluation dite "à vue".

Le terme « illusion » est très courant. Malheureusement, notre œil n'est pas un instrument précis dans le monde et il a donc tendance à faire des erreurs. Ces erreurs sont appelées illusions d'optique. Un très grand nombre d'entre eux sont connus et ils ne sont pas tous du même type, ainsi que les raisons de leur apparition. Voici deux cas réels :

Il y a une montagne en Californie qui, selon les automobilistes locaux, est magnétique. Le fait est que sur petite zone Long de 60m de route au pied de cette montagne, des phénomènes extraordinaires sont observés. Cette section est en pente. Si le moteur d'une voiture roulant en descente est éteint, la voiture recule, c'est-à-dire sur la pente, comme pour obéir " attraction magnétique" les montagnes. Cette étonnante propriété de la montagne était considérée comme établie de manière si fiable que même un panneau avec une description du phénomène s'affiche à l'endroit correspondant sur la route.

Il y avait cependant des gens qui pensaient qu'il était douteux que la montagne puisse attirer les voitures. Pour vérification, cette section de la route a été nivelée. Le résultat était inattendu : ce que tout le monde pensait être une montée s'est avéré être une descente de 2 degrés. Une telle pente peut faire rouler la voiture sans moteur sur une très bonne autoroute.

L'illusion de la vue explique également les histoires de voyageurs sur les rivières dans lesquelles l'eau coule le long de la pente. Voici à ce sujet un extrait du livre d'un physiologiste, le professeur Bernstein, "External Senses": "Dans de nombreux cas, nous sommes enclins à nous tromper en jugeant si une direction donnée est horizontale, si elle est inclinée vers le haut ou vers le bas. Marchant, par exemple, le long d'une route légèrement en pente et voyant à quelque distance une autre route rejoignant la première, nous imaginons la montée de la seconde route plus raide qu'elle ne l'est réellement. Nous sommes alors surpris de voir que la seconde route n'est pas du tout aussi raide que prévu.

Cela s'explique par le fait que nous prenons la route le long de laquelle nous allons pour le plan principal, auquel nous attribuons la pente des autres directions. Nous l'identifions inconsciemment au plan horizontal, puis, naturellement, nous imaginons que la pente de l'autre chemin est exagérée.

Ceci est facilité par le fait que notre sensation musculaire n'attrape pas du tout des pentes de 2-3 degrés lors de la marche. Dans les rues de Moscou, de Kiev et d'autres villes vallonnées, il faut souvent observer l'illusion dont parle le physiologiste. Plus curieuse encore, une autre illusion d'optique succombe à un terrain accidenté : le ruisseau nous semble monter !

En descendant le long d'une route légèrement en pente le long d'un ruisseau, qui a une chute encore plus petite, c'est-à-dire coule presque horizontalement, il nous semble que le ruisseau remonte la pente. Dans ce cas, nous considérons également la direction de la route comme horizontale, car nous avons l'habitude de prendre le plan sur lequel nous nous tenons comme base pour juger de l'inclinaison des autres plans.

Par conséquent, pour que les gens fassent moins d'erreurs et fassent inconditionnellement confiance à leurs yeux, ils doivent prendre en compte certaines caractéristiques de leur appareil visuel.

Objectifs du travail :

1. Expliquez la nature de l'apparition des illusions d'optique.

2. Expliquez du point de vue de la biologie, de la psychologie et de la physique la possibilité de leur apparition.

3. Classer les illusions d'optique.

4. Montrez l'application des caractéristiques de notre imagination sur l'exemple des figures impossibles.

Tâches:

1. Étudiez la littérature.

2. Maîtriser la méthodologie d'analyse et de synthèse.

3. Mettre en évidence les caractéristiques essentielles des illusions considérées.

4. Regroupez les illusions avec les mêmes caractéristiques essentielles.

5. Tirez des conclusions.

Nouveauté scientifique :

Une classification des illusions d'optique a été réalisée.

Chapitre je . Explication des illusions d'optique

du point de vue de la physique, de la biologie, de la psychologie.

1.1. Processus visuel du point de vue de la biologie.

L'œil humain est le dispositif optique le plus complexe avec lequel une personne perçoit 90% de la vie qui nous entoure. L'astronome et physicien Johannes Kepler au 19ème siècle a considéré le dispositif de l'œil du point de vue de l'optique. Il a montré qu'une image des objets environnants se forme sur le fond d'œil. Selon les lois de l'optique, une telle image doit être inversée. C'est pourquoi un nouveau-né voit le monde à l'envers. Mais peu à peu, le cerveau commence à retourner l'image et s'y habitue. Il est intéressant de noter que si une personne continue à porter des lunettes qui retournent l'image pendant longtemps, le cerveau le remettra à nouveau «sur ses pieds». Mais les gens n'ont pas créé une lentille similaire à la lentille de l'œil à ce jour. Après tout, il peut devenir soit plus convexe, soit moins «pointu» sur les objets proches et lointains. Mais, si ce mécanisme est violé, une personne développe soit une hypermétropie, soit une myopie, donc dans ce cas, elle doit porter des lunettes.

Le fond, sur lequel tombe l'image et se forme sous une forme réduite, transmet l'image à la rétine qui la perçoit. Entre le cristallin et la rétine se trouve un corps vitré transparent, semblable à de la gelée. Du fait qu'à l'intérieur de la rétine il y a un violet visuel qui s'estompe sous l'influence de la lumière, nous pouvons le percevoir. La rétine est constituée de cellules appelées bâtonnets et cônes. Grâce aux baguettes, on perçoit une image en noir et blanc. Les cônes distinguent la couleur : certains sont bleus, d'autres sont verts et d'autres encore sont rouges. Toutes les autres couleurs sont mélangées à l'œil humain.

1.2. Psychologie de la vision.

Dans le même temps, on sait que l'image, ayant frappé notre œil et atteignant la rétine par des canaux cérébraux spéciaux, pénètre dans le cerveau, où elle se forme. Dans le même temps, les impulsions du système visuel ne sont pas différentes des impulsions des cellules nerveuses du nez, de la peau de l'oreille. Le cerveau perçoit leurs messages comme des images visuelles uniquement parce qu'il sait d'où ils viennent. Là, la personne présente l'image. Mais pourquoi le cerveau est-il capable de présenter une image. La psychologie s'occupe de cette question depuis un certain temps maintenant.

Le cerveau humain, en plus de la perception, de la pensée, de la mémoire et d'un certain nombre d'autres processus mentaux, possède une forme spéciale de la psyché qui est unique aux gens - l'imagination.

Dans rien d'autre que l'imagination se manifeste le caractère idéal et mystérieux de la psyché. On peut supposer que c'est l'imagination, le désir de comprendre et d'expliquer qui a attiré l'attention sur les phénomènes mentaux dans l'Antiquité, l'a soutenu et continue de le stimuler aujourd'hui. Quant au mystère de ce phénomène, il réside dans le fait que jusqu'à présent nous ne savons presque rien sur le mécanisme de l'imagination, y compris sur ses bases anatomiques et physiologiques. Même dans quelle partie de l'imagination du cerveau est localisée, la science n'est pas connue.

Grâce à l'imagination, une personne crée, planifie intelligemment ses activités et les gère. Presque toute la culture humaine matérielle et spirituelle est le produit de l'imagination et de la créativité des gens, et quelle importance cette culture a-t-elle pour développement mental et l'amélioration de l'espèce Homo sapiens, nous le savons tous déjà assez bien. L'imagination emmène une personne au-delà des limites de son existence momentanée, lui rappelle le passé, ouvrant l'avenir. Avec une imagination riche, une personne peut «vivre» à des moments différents, ce qu'aucune autre créature vivante au monde ne peut se permettre. Le passé est figé dans les images de la mémoire, ressuscité arbitrairement par un effort de volonté, le futur se présente dans les rêves et les fantasmes.

L'imagination aide une personne à bien des égards dans les cas de la vie où les actions pratiques sont soit impossibles, soit difficiles, soit simplement inappropriées (inutiles).

L'imagination diffère de la perception en ce que ses images ne correspondent pas toujours à la réalité, elles contiennent des éléments de fantaisie, de fiction. Si l'imagination peint de telles images pour la conscience, auxquelles rien ou peu de choses correspondent dans la réalité, alors cela s'appelle de la fantaisie.

1.3. Évaluation physique de l'environnement.

La physique, quant à elle, est une science exacte, donc, pour ne pas plonger dans la polémique - la fantaisie est plus importante et nécessaire ou la réalité, disons que la réalité joue également un rôle important. Une personne voit tout ce qui l'entoure dans une taille réduite, ne perçoit que rayons de soleil. Il est connu de la biologie que l'œil est un organe d'une précision imparfaite. Des muscles de différentes forces affectent l'œil, la rétine a une certaine courbure, les deux yeux sont situés horizontalement, ils ont des angles morts et en général: la zone de vision binoculaire chez une personne est petite et il ne voit que devant lui, tandis qu'une mouche aux yeux facettés peut voir de dos et percevoir plus de 300 images par seconde !

Par conséquent, la confiance dans une telle variante d'évaluation subjective comme "à l'œil", en particulier en physique, n'est pas justifiée. Par conséquent, ce qui est réellement là, nous le percevons avec des distorsions.

Chapitre II . Caractéristiques de l'imagination humaine.

2.1. Imaginaire et réalité

L'imagination peut être de quatre types principaux : actif, passif, productif et reproductif. Confrontés à des illusions d'optique, les gens sans volonté trompent leur esprit, le plus souvent sans même s'en apercevoir et n'ayant recours qu'à l'aide. instruments de mesure, trouvez une incompatibilité. Il y a quelque temps, vous avez pu le vérifier. Regardez la figure 1 : il y a deux bâtons perpendiculaires l'un à l'autre qui se croisent.

Ils sont égaux, mais il semble que le vertical soit sensiblement plus long que l'horizontal. Lorsqu'on a demandé aux observateurs de dessiner des bâtons réellement égaux, le résultat différait de la taille réelle de 33 % ! Des images d'imagination passive surgissent en plus de la volonté et du désir d'une personne. Mais aucun fantasme n'est capable d'inventer quelque chose qui ne serait pas connu d'une personne, donc: une personne représentera consciemment ces bâtons avec un écart de 33%, car elle est sûre d'avoir raison et, même en apprenant une erreur, elle continuera à le faire , car c'est sous cette forme qu'ils seront égaux pour lui, d'ailleurs, c'est une habitude invétérée, dont il est presque impossible de se débarrasser.

Comme il a été écrit ci-dessus, c'est grâce à l'imagination qu'une personne est capable de créer. Mais le plus souvent, l'impulsion du processus créatif est de type actif (par la volonté), productif (construction consciente sans reproduire ce qui a été créé auparavant...) et reproductif (copie).

Beaucoup moins souvent, l'imagination passive sert d'impulsion. Bien que l'on sache par l'exemple de la poésie, comment l'auteur compose involontairement de la poésie, tout en s'efforçant de trouver la possibilité d'enregistrer une nouvelle rime pour ne pas la perdre. On dit qu'il y a de l'inspiration. De plus, processus créatif, en commençant, en règle générale, par un effort de volonté, c'est-à-dire de l'acte d'imagination, capte progressivement l'auteur à tel point que l'imagination devient spontanée, et ce n'est plus lui qui crée les images, mais les images possèdent et contrôlent l'artiste, et il obéit à leur logique.

2.2. Les figures impossibles sont une caractéristique de l'imagination.

Par conséquent, l'objectif était de raconter plus en détail un type particulier d'illusions et de dessins : des figures et des objets impossibles. La première figure impossible a été créée en 1934 par l'artiste suédois Oskar Reuterswerd, représentant neuf cubes dans une commande spéciale (Fig. 2).

Pérou Reuterswerda possède des centaines de variantes. Trois d'entre eux, dont les cubes, ont été reproduits sur une série de timbres-poste émis en Suède en 1982.

Mais peut-être que la plus célèbre des figures impossibles est le triangle de Penrose (Fig. 3) publié en 1958 dans le British Psychological Journal par L. et R. Penrose.

Ils étaient basés sur un dessin de Reuterswerd. En regardant attentivement le triangle, nous voyons que les trois coins de ce cadre sont droits, bien qu'il soit clair que cela ne peut pas être le cas. Ici, les règles que nous avons apprises dès l'enfance pour représenter des objets sur une feuille de papier plane entrent en conflit les unes avec les autres.

Ajoutant de l'huile sur le feu du conflit entre l'imagination et le bon sens, un dessin montre comment le triangle de Penrose peut être construit (Fig. 4).

Comme vous pouvez le voir, tout ce dont vous avez besoin pour cela est de trois cubes en bois et de trois bâtons reliés par des bâtons, comme illustré ici, ou avec de la colle - et vous avez terminé !

Malgré la simplicité de ce triangle, il est possible de dessiner une figure impossible avec moins d'éléments. Faites attention à cet exemple de deux barres (Fig. 5): à droite, elles se superposent et à gauche - l'une à côté de l'autre.

Après avoir compris le principe de dessiner des figures simples impossibles, vous pouvez en dessiner des plus complexes. Faites attention à ce trapèze (Fig. 6) - le principe de son dessin réside dans le fait que ses coins, si vous les regardez attentivement, sont en fait droits, semblables aux coins de l'impossible triangle de Penrose.

Et ce cube (Fig. 7) est remarquable en ce que, si nous rappelons sa définition de la géométrie - toutes les faces sont égales les unes aux autres, ce n'est pas du tout un cube, bien que les trois faces médianes qui forment l'icône Mercedes inversée soient égales , mais le reste, visible pour nous six faces, non. Voici une explication de son impossibilité.

On connaît des figures dans lesquelles un élément ou un espace entre éléments disparaît. Ils se rapprochent par le principe du dessin des dessins "un bloc et demi". Essayez de compter le nombre de barres dans cette figure 8.

Il est faux de supposer que "l'impossibilité" est le destin de seulement formes géométriques. De tels effets ont été utilisés et continuent d'être utilisés par des artistes du surréalisme, du futurisme et d'un certain nombre d'autres tendances de la peinture.

Voici un produit de l'imagination d'un certain artiste (Fig. 9). Il s'agit d'un diapason impossible, d'où émane une ombre tout à fait normale, d'où partent des ondes sonores tout à fait normales.

Comme vous le savez, un tube télescopique plus petit, le soi-disant viseur, est souvent attaché au télescope, ce qui vous permet de pointer plus ou moins précisément le télescope principal vers la partie du ciel que nous voulons voir. Ensuite, combien de télescopes supplémentaires sont attachés à ce télescope (Fig. 10).

Et, si vous les trouvez, où, en fait, se trouve le tuyau principal ! ?

La fourche du Diable (Fig. 11) a été nommée ainsi par l'un de ceux qui ont vu le "phénomène" de la transformation d'un quadrilatère à deux parallélépipèdes rectangles sortants en une fourche à trois branches aux extrémités cylindriques.

Mais en fait, le principe de la fourchette du diable est très simple - élémentaire. Comme vous le savez, une partie d'un quadrilatère rectangle n'a que trois côtés visibles de côté, et un cylindre, vu de côté, a deux lignes de complétion, donc trois plus trois et divisé par deux - trois cylindres.

Selon le principe de la "fourchette du diable", de nombreuses images sont dessinées sur d'autres sujets et intrigues. Par exemple, sur cette image (Fig. 12), trois personnes à gauche portent trois tuyaux, et deux à droite les aident à porter deux ... barres.

Et dans cette image (Fig. 13), les propriétés de l'ombre et, bien sûr, l'effet de la disparition de l'élément sont utilisés.

Chapitre III . Illusions d'optique.

3.1. Les illusions d'optique font partie intégrante de la vie humaine

Un certain nombre de caractéristiques très importantes de la vision humaine nous ont permis de créer des images sur un plan, mais de percevoir en volume. Mais c'est une illusion d'optique. On percevrait le mélange des couleurs sur la toile comme des taches, et la photo serait pour nous un tas de taches sur le papier. Par conséquent, ce que nous voyons dans l'image n'est qu'une illusion de la vie quotidienne.

3.2. Histoire des découvertes.

La première étude dans le domaine des illusions géométriques optiques a été réalisée par le physicien Oppel. Ensuite, il y a eu plus de 200 articles scientifiques sur ce sujet, où tous les auteurs ont essayé de trouver leur propre explication à ce problème. Chaque scientifique cherche depuis longtemps sa propre théorie sur ce sujet, pourtant, apparemment, personne n'a deviné que ces illusions sont la règle plutôt que l'exception, et que ces caractéristiques de la vision et de la perception laissent leur marque sur l'ensemble de notre vie courante et pas seulement des photos individuelles. Les Grecs de l'Antiquité connaissaient très bien les particularités de la vision - la distance entre les colonnes du Parthénon était différente et le public était perçu comme le même - une illusion. Mais un architecte, plus proche de notre époque, a conçu le bâtiment avec une très grande précision, et lors de sa construction, il s'est avéré que vue de face, la ligne de toit est concave vers l'extérieur, si elle est latérale, puis vers l'intérieur. Toutes les distances ont été clairement mesurées, mais aucune inexactitude n'a été trouvée - caractéristiques de la vision humaine. Illusion. Comme l'une des tâches de ce travail scientifique, nous avons essayé de classer les illusions optogéométriques les plus célèbres et d'expliquer la possibilité de l'apparition de certaines d'entre elles.

3.3. Classification des illusions d'optique.

3.3.1. Illusion d'intersection.

Revenons à l'image, qui montre les lignes horizontales et verticales (Fig. 1). Comme indiqué, la ligne horizontale semble être beaucoup plus courte que la ligne verticale, si vous ne recourez pas à l'aide d'instruments de mesure. L'une des raisons de cette erreur est la ligne verticale qui se croise. La raison de notre erreur est qu'une personne a une vision binoculaire - le milieu de l'image globale perçue par les yeux ; à mesure que l'on s'éloigne du milieu du regard, la vision cesse d'être aussi claire que dans le rayon des jumelles. Par conséquent, le regard d'une personne est "rivé" à la ligne de croisement, et ce qui est à gauche et à droite tombe au-delà du rayon de la vision la plus claire. L'horizontale est divisée en deux, et donc elle semble plus petite, tombant dans les flancs faibles de l'image.

On obtient ainsi des erreurs très importantes, mais une consolation est qu'elles ne surviennent que lorsque l'expérimentateur se contente d'une estimation à l'œil, sans recourir à l'aide d'une règle d'échelle.

3.3.2. Illusion de « suite-pause ».

Fig.14

L'illusion que vous observez maintenant (Fig. 14) est connue depuis plus de cent ans. Les flèches sont dessinées aux extrémités de deux lignes de longueur égale, l'une - divergeant dans des directions différentes, l'autre - convergeant l'une vers l'autre. Ligne droite semble plus courte que la gauche. Cette illusion est plus prononcée si les flèches se divisent exactement en deux, mais celle du bas semble être beaucoup plus longue que celle du haut. Après que l'observateur ait tracé des lignes "vraiment égales", l'écart avec la réalité était de 33 %. Le fait est que les flèches de direction servent dans un cas de faux allongement, et dans l'autre de raccourcissement. Les flèches pointant l'une vers l'autre sont la "continuation" de la ligne verticale, et les flèches allant dans des directions différentes, au contraire, sont les "limiteurs" de la longueur.

3.3.3. Illusion de courbure.

Avec la courbure des lignes droites, il existe de nombreuses illusions différentes. Sur cette image (Fig. 15), à cause de l'arrière-plan, il semble que ces lignes ne soient pas du tout des lignes parallèles, mais des arcs.

Figure 15

Dans ce cas, la distorsion visuelle est principalement liée à l'arrière-plan. Le fait est que, si vous remarquez, ce ne sont pas deux lignes qui viennent au premier plan, mais une tache avec des rayons qui en émanent. Le spot « enchaîne » la vision binoculaire, et deux traits le dépassent. Les yeux ont une autre propriété très intéressante : les lignes droites sous la panachure de couleurs deviennent arquées. Faites attention à cette image : elle montre une ligne droite à travers chaque courbe verticale, mais sous l'influence des zigzags noirs et blancs et de l'alternance des courbes et des lignes droites, il semble qu'il n'y ait rien de droit ici.

On sait que les couleurs noir et blanc peuvent provoquer de nombreuses illusions chez une personne - c'est ainsi que la rétine est disposée. Par conséquent, il existe de nombreuses façons de jouer avec les déficiences visuelles. Sur cette image (Fig. 16), l'impression de lignes horizontales courbes est créée car les carrés noirs et blancs sont décalés les uns des autres.

En fait, les lignes horizontales sont parallèles.

3.3.4. Irradiation.

On sait depuis plus d'un siècle qu'une image apparaît sur la rétine de l'œil, constituée de zones claires et sombres, la lumière provenant de zones très éclairées, pour ainsi dire, coule dans des zones sombres. C'est ce qu'on appelle l'irradiation. Vous pouvez observer une telle conséquence du contraste dans cette figure 17.

À l'intersection des lignes blanches, entre les carrés noirs, se forment ce qu'on appelle des éclairs de gris.

Les objets sombres apparaissent toujours plus petits que les objets clairs de même taille. Si nous considérons simultanément un cercle noir et un cercle blanc de même taille sur un fond clair, alors l'aire du cercle nous semblera 20% plus de zone cercle.

Les personnes vêtues de vêtements sombres semblent plus minces que celles qui portent des vêtements clairs. Le soleil au coucher du soleil forme une "encoche" dans la ligne d'horizon.

L'irradiation ne dépend que de l'imperfection de notre appareil visuel.

3.3.5. Pression externe sur les dimensions d'un objet.

Le cerveau humain a une étonnante propriété de comparaison. Alors, parlant de la taille d'un éléphant, on le compare mentalement à d'autres objets, et il nous paraît gigantesque. Mais peu de gens ont vu une baleine bleue en taille réelle. Mais, si nous comparons la baleine bleue avec l'éléphant, alors l'éléphant semblera à l'œil la taille d'un chien. Ceci explique un autre type d'illusion visuelle.

Regardez ces cercles (Fig. 19). Vous pouvez clairement voir que le cercle droit est sensiblement plus petit que le gauche, mais en fait ce n'est pas le cas.

Les deux cercles ont la même taille. Et la faute de cette illusion est la même comparaison. L'objet de gauche est entouré de cercles plus grand diamètre que celui de gauche et à cause de cela, il semble que le cercle de droite soit plus grand. V vrai vieéducatrice d'enfants à Jardin d'enfants ressemble à un géant, mais les enfants grandissent et quand l'enfant aura atteint la même taille que l'enseignant, il ne lui ressemblera plus.

Le triangle (fig. 20) de ce parallélogramme a des côtés AB et AC égaux, quoique sous l'action d'objets extérieurs il semble que AB soit plus long.

Conclusion.

Dans ce travail, les caractéristiques de l'appareil visuel, à l'origine des illusions d'optique, ont été considérées et étudiées du point de vue de la physique, de la biologie et de la psychologie. Des articles sur ce sujet ont été trouvés et lus. Dans le travail, des tentatives ont été faites pour classer les illusions d'optique en plusieurs types principaux. Il a été constaté que la faute de leur apparition n'est pas seulement les caractéristiques de l'œil, mais aussi le cerveau. Par conséquent, ce problème ne peut pas être étudié de manière unilatérale, en utilisant uniquement la physique.

Je voudrais vous rappeler une fois de plus: la distorsion de la vision, qui a été écrite ci-dessus, est inhérente à chacun de nous. Par conséquent, les erreurs qui leur sont associées sont inhérentes à la fois aux simples mortels et aux artistes professionnels, architectes et bien d'autres. Rappelez-vous : nos estimations visuelles des quantités géométriques dépendent directement, à la fois de paramètres physiques ainsi que des caractéristiques psychologiques.

Même dans les cas les plus graves travaux scientifiques et projets, vous pouvez faire une erreur qui peut avoir des conséquences terribles, en utilisant même une petite fraction de l'estimation à l'œil nu.

Littérature scientifique.

1. Aksenova M., Izmailova S. Encyclopédie pour enfants. Volume Biologie. M.,

"Avanta +" 1994. p.29.

2. Perelman Ya.I. Mécanique divertissante. 1979, p.123.

3. Perelman Ya.I. Physique amusante. M. 1981, p.73.

4. Ivanov PS Revue "Sciences et Vie". M. 1989, n° 4, p.116.

5. Traitaka D.I. La biologie. Matériel de référence. M., "Lumières" 1994,

6. Russell K., Carter F. Améliorez votre intelligence. Minsk, Pot-pourri 1996, p.45.

Au fil des années de travail en tant que designer de produits, en travaillant avec des effets visuels, j'ai rencontré beaucoup de surprises qui m'ont causé les émotions suivantes 😲😕😳😡😱.

J'ai écrit cet article pour vous aider à comprendre les raisons pour lesquelles certains de ces "mystères" quotidiens peuvent vous laisser perplexe. Vous ne vous en rendez peut-être même pas compte au début, mais bon nombre des techniques que vous rencontrez lorsque vous travaillez avec une interface, un logo ou une illustration sont en fait des illusions d'optique !

Alors, sans plus tarder, voici 11 illusions d'optique que vous, en tant que concepteur visuel, pouvez rencontrer régulièrement.

1. Illusion de bissection de triangle

Les icônes peuvent être trompeuses, en particulier celles qui ont une géométrie complexe et des proportions étranges. Toutes les icônes d'un ensemble ne sont pas symétriques, parfaites au pixel près ou ne conservent pas un rapport d'aspect cohérent. Certaines icônes nécessitent intervention directe, tout d'abord, des boutons de lecture terribles !

Placer un triangle dans un conteneur avec des coins arrondis ou droits peut entraîner un désalignement optique de l'élément. La raison en est due à un effet connu sous le nom d'illusion de bissection du triangle. Le centre de gravité d'un triangle est calculé à partir de sa boîte englobante minimale. Par conséquent, si vous deviez placer un point exactement au milieu de la hauteur d'un triangle équilatéral, il apparaîtrait optiquement beaucoup plus loin qu'il ne l'est au milieu !

Quelle version est mathématiquement centrée ?

Il existe deux théories sur l'origine de cette illusion fascinante :

• Mauvaise mise à l'échelle
  Cette illusion contient des indicateurs de perspective qui augmentent la taille perçue des objets plus éloignés. Par exemple, un triangle équilatéral peut être perçu comme une image plate d'une route en perspective, avec le sommet situé à l'infini et la base comme la partie la plus large de la route la plus proche du spectateur.

• Centre de gravité / centre de zone
  Si l'on demandait au spectateur de trouver le centre du triangle, il finirait par pointer vers un centre de gravité qui a des aires égales au-dessus et au-dessous de lui-même. Le centre de gravité d'un triangle équilatéral se situe bien en dessous de son point central, et il est prouvé que les téléspectateurs font des choix qui sont un compromis entre eux.

Pour qu'un triangle à l'intérieur de son conteneur apparaisse optiquement centré, vous devez trouver le centre de gravité du triangle en calculant le point d'intersection des lignes reliant chaque sommet au point médian du côté opposé. Voici la formule que vous pouvez utiliser :

La formule pour calculer le centre de gravité d'un triangle

Je plaisante, ce n'est pas un article sur les mathématiques et la physique 💥 (mais la formule est toujours correcte).

Le centroïde peut être 1/3 de chaque côté au sommet opposé. Cette méthode peut également être appliquée à de nombreuses autres formes.

2. Illusion verticale-horizontale (illusion horizontale verticale)

Est-ce un rectangle ? Non... c'est un carré ?!

Illusion verticale-horizontale

Les carrés sont les éléments de base de tout système de conception. Vous pouvez les voir dans les cartes Material Design, les publications Facebook, les épingles Pinterest et les photos Dribbble.

Après avoir fait glisser un carré dans Sketch, vous devez parfois le regarder deux fois pour vous assurer que chacun de ses côtés a des proportions égales. Si vous regardez attentivement, les côtés verticaux apparaîtront plus longs que les horizontaux. C'est comme si le carré était en fait un rectangle ! Mais c'est un carré parfait avec un rapport d'aspect de 1: 1. Cet effet est connu sous le nom d'illusion verticale-horizontale.

L'image dans une publication Facebook est un carré avec des côtés 1:1

Ce qui est vraiment intéressant, c'est que des représentants de sexes différents et même différentes cultures percevoir cette illusion de différentes manières. Les habitants des villes développées ont tendance à être plus réceptifs que les habitants des zones rurales. Cela est dû au fait que les habitants des zones rurales ont tendance à être habitués à vivre dans des maisons rondes.

3. Bandes de Mach ( Bandes de Mach)

Une fausse ombre tombe à la surface, est-ce une illusion ?

Rayures Mach

Placer des nuances de la même couleur les unes à côté des autres était une tendance courante à l'ère du design plat. Si vous regardez attentivement, vous remarquerez peut-être qu'une fausse ombre apparaît entre les bords de chaque teinte contrastante. Cette illusion est connue sous le nom de bandes de Mach. Aucune ombre n'a été ajoutée à l'image, c'est juste une caractéristique de la perception de nos yeux !

Des ombres apparaissent entre les bords de chaque ligne

L'explication technique de l'apparition de cet effet est due à l'inhibition latérale (latérale), ce qui signifie que la zone la plus sombre apparaît faussement encore plus sombre et la zone la plus claire encore plus claire.

Bien que cet effet soit à peine perceptible dans le monde de la conception visuelle, les bandes de Mach peuvent être un véritable problème pour les dentistes, ce qui rend difficile l'analyse des radiographies dentaires. Les bandes de Mach peuvent provoquer un diagnostic faussement positif si elles ne sont pas identifiées correctement.

4. Illusion de Hering

C'est vivant!!!

L'illusion de Goering

Avez-vous déjà rencontré un logo contenant des lignes très fines ou une image d'arrière-plan avec de minuscules points qui apparaissent lorsque vous vous déplacez ou vibrez lorsque vous faites défiler ? Si tel est le cas, cela est dû à un effet de superposition appelé motif moiré, où deux motifs de grille se chevauchent, créant un faux mouvement après avoir été déplacés. Dans ce cas, les deux motifs de grille, l'image et le moniteur, sont constamment mis à jour pour créer l'illusion .

Faites défiler vers le haut et vers le bas pour voir l'effet de vibration

C'est un effet plutôt cool, bien que le motif moiré ne soit pas une illusion d'optique en soi - c'est un motif de superposition. L'exemple de logo Sonos utilise une combinaison de motif moiré, d'illusion de Goering et de mouvement illusoire. Cette technique sensorielle est assez populaire dans la communauté Op Art.

5. Grille d'Hermann

Apparaît ou n'apparaît pas, telle est la question.

Grille d'Herman

L'illusion de la grille Hermann est très populaire et peut être vue dans les mises en page contenant une grille de carrés placés sur un fond à contraste élevé. Regardez directement n'importe quel carré, vous verrez des boules fantômes aux intersections des lignes entourant les carrés. Mais, si vous regardez directement l'intersection, ils disparaîtront 😱.

La raison de cet effet est liée à l'inhibition latérale. En termes simples, c'est lorsqu'une cellule inhibitrice inhibe les neurones voisins.

6 Illusion de contraste simultanée

Les deux carrés isolés reflètent-ils la même quantité de lumière ? HM …

L'illusion du contraste simultané

Placer deux objets de la même couleur sur des arrière-plans avec un contraste différent peut donner l'impression que les deux objets couleur différente. Ce phénomène est connu sous le nom d'illusion de contraste simultané. Le contraste est roi dans le monde du design visuel et certaines personnes peuvent ressentir cet effet différemment.

La couleur du texte est exactement la même des deux côtés, mais vous ne le pensez pas

Malheureusement, il n'y a pas de théorie unique expliquant pourquoi cette illusion se produit, mais de nombreuses études le suggèrent. L'inhibition latérale, responsable des grilles d'Hermann et des bandes de Mach, est l'une des causes de cette illusion.

7Munker-White Illusion

Mes yeux viennent-ils de me tromper ? 👀

Munker-White Illusion

Cette illusion est subtile, mais néanmoins fascinante ! En regardant le GIF ci-dessus, les blocs violets à gauche apparaissent plus clairs que les blocs violets à droite. Mais les deux blocs reflètent en fait la même quantité de lumière 😲.

La raison de l'illusion de Munker-White est… vous l'avez deviné, l'inhibition latérale.

8. Illusion d'aquarelle

Illusion d'aquarelle

Il arrive que j'ajoute une bordure à un objet, puis je me demande : "Quand ai-je eu le temps de changer la couleur de fond ?". Si vous regardez attentivement, vous remarquerez peut-être que la zone pâle prend une teinte beaucoup plus claire autour de la bordure. Vous pourriez être surpris de savoir que la zone la plus claire est en fait blanche !

Connus sous le nom d'illusion d'aquarelle, ces phénomènes visuels dépendent de la combinaison de la luminosité et du contraste des couleurs des lignes de contour pour produire un effet d'expansion des couleurs.

La zone blanche à l'intérieur du bouton semble prendre une légère teinte de la couleur de la bordure

J'avoue que cette illusion m'a laissé perplexe à plusieurs reprises, à tel point que j'ai dû utiliser le sélecteur de couleurs pour vérifier les couleurs !

9. Illusion de Jastrow

La taille compte-t-elle vraiment ?

Illusion de Yastrov

Travailler sur une illustration ou un logo, qu'il s'agisse d'un signe ou d'un symbole, nécessite de découper différentes formes. Cette illusion se produit lorsque vous travaillez avec des objets courbes. Ces deux éléments semblent de taille différente, mais si vous regardez attentivement, ils sont en fait de la même taille ! La folie, non ?

Certains bords également incurvés peuvent sembler plus petits que d'autres

Comment est-ce possible? Eh bien, ce phénomène est connu sous le nom d'illusion de Jastrov, et il n'y a pas d'explication définitive quant à la raison pour laquelle il nous semble que les segments des tailles différentes. Une explication est que notre cerveau confond la différence de taille entre un rayon plus grand et plus petit. En d'autres termes, le côté court fait paraître le côté long plus long et le côté long rend le côté court encore plus court.

10 Illusion de maïs doux

Illusion de maïs doux

En plus de l'illusion de contraste simultané et de franges de Mach, l'illusion Cornsweet utilise un dégradé et utilise en même temps une ligne centrale pour donner l'impression qu'un côté de l'image est plus sombre que l'autre.

Mais en fait, les deux sections sont les mêmes ! Vous pouvez constater que les deux sections sont en fait identiques lorsqu'elles sont placées en parallèle.

Chaque diamant a le même dégradé mais semble s'assombrir (de haut en bas)

Cette illusion crée un effet similaire aux deux illusions ci-dessus, mais elle diffère en réalité de deux manières :

• Dans l'exemple de bande de Mach présenté précédemment, l'effet n'est visible que dans les zones proches de la bordure de chaque teinte. L'illusion de Cornsweet affecte la perception de toute la zone.
• Avec l'illusion Cornsweet, la partie claire du bord apparaît plus claire et la partie sombre du bord apparaît plus sombre. C'est le contraire des effets de contraste classiques.

11. Illusion de Müller-Lyer

Overshoot pour une expérience visuelle optimale

Les typographes savent que la création de caractères nécessite de s'appuyer davantage sur votre intuition de conception que sur pensée logique. Positionner mathématiquement chaque caractère en fonction de sa hauteur rendra le mot entier hors de proportion en termes de perception visuelle.

Une pratique courante en mécanique des types implique un processus appelé dépassement. En termes simples, le rééchantillonnage est le processus de modification de la taille des caractères individuels pour obtenir un équilibre optique.

Sans dépassement, le "e" du logo LinkedIn et le "z" d'Amazon ne sont pas optiquement équilibrés.

En regardant les célèbres logos ci-dessus, certains personnages sont hors de la ligne de base et de la hauteur x. Les artistes typographiques doivent ajuster optiquement manuellement chaque paire de caractères pour obtenir le meilleur résultat.

Mais pourquoi avons-nous besoin d'une rerégulation dans la typographie ?

La raison pour laquelle un dépassement est nécessaire est due à l'une des illusions d'optique les plus populaires au monde -. Ces phénomènes visuels montrent que le fait de placer un chevron (guillemet à chevrons) à chaque extrémité d'un segment de ligne peut faire apparaître un segment plus court ou plus long selon la direction du chevron. Cette illusion classique prouve l'erreur de la perception humaine

sur les illusions d'optique que l'on peut souvent observer dans les produits.

Au fil des années en tant que designer de produits, j'ai trouvé de nombreux aspects visuels qui me surprennent beaucoup. J'ai écrit cet article pour vous aider à comprendre les raisons pour lesquelles certaines de ces astuces quotidiennes vous laissent perplexe. Vous ne le comprendrez peut-être pas au début, mais de nombreuses méthodes de travail avec des interfaces, des logos ou des illustrations sont des illusions d'optique. Sans plus d'explications, voici 11 illusions d'optique que les designers visuels rencontrent souvent.

1. L'illusion de diviser un triangle en deux

Aligner un triangle sur le centre de gravité

Les icônes peuvent être trompeuses, en particulier celles qui ont une géométrie complexe et des proportions inhabituelles. Toutes les icônes d'un ensemble ne sont pas symétriques, parfaites au pixel près ou ne conservent pas un rapport d'aspect cohérent. Certains d'entre eux nécessitent une intervention directe, en particulier l'icône de lecture.

Lorsqu'il est placé dans un récipient droit ou incurvé, le triangle peut sembler déplacé. La raison de ce phénomène est l'illusion de diviser le triangle en deux. Le centre de gravité du triangle est calculé à partir de sa boîte englobante minimale. Donc, si vous placez un point exactement au centre d'un triangle équilatéral, il apparaîtra hors de propos.

Quelle version est mathématiquement centrée ?

Il existe deux théories pour cette illusion divertissante :

• Mise à l'échelle incorrecte pour la persistance. L'illusion contient des éléments de perspective qui augmentent notre perception de la taille d'objets plus éloignés, par exemple, un triangle équilatéral peut être perçu comme une image plate d'une route en perspective, lorsque le haut en haut va à l'infini et que le bas en bas regarde comme la partie proche de la route.
• Centre de gravité/centre de zone. Si le spectateur est invité à trouver un point médian, il finira par trouver un centre de gravité avec une répartition égale des parties au-dessus et en dessous. Le centre de gravité d'un triangle équilatéral se situe en dessous de son point médian, et il est prouvé que les gens choisissent quelque chose entre ces points comme centre.

Pour que le triangle à l'intérieur de la boîte apparaisse optiquement centré, vous devez trouver le centre de gravité du triangle en calculant le point d'intersection des lignes reliant chaque sommet au milieu du côté opposé. Vous pouvez utiliser cette formule :

Je plaisante, cet article ne concerne pas la géométrie (mais la formule est toujours correcte). Le centre de gravité peut être situé à 1/3 de la distance de chaque côté au sommet opposé. Cette méthode peut également être appliquée à d'autres formulaires.

2. Illusion horizontale verticale

Est-ce un rectangle ? C'est un avion ? Non… est-ce un carré ?!

Les carrés sont les éléments de base de tout système de conception. Ils peuvent être trouvés dans les cartes Material Design, les épingles Pinterest et les instantanés Dribbble.

Si vous faites glisser un carré dans Sketch, vous devez parfois vérifier que les côtés sont égaux. Dans un carré, les côtés verticaux apparaissent plus longs que les horizontaux, comme dans un rectangle. Mais c'est en fait un carré parfait. Cette illusion est connue sous le nom d'illusion horizontale verticale.

L'image de cette publication Facebook a un rapport hauteur/largeur de 1:1

Fait intéressant, des personnes de genres différents et de cultures différentes perçoivent cette illusion à leur manière. Les habitants des villes développées ont tendance à être plus réceptifs que les habitants des zones rurales.

3. Bandes de Mach

Placer des nuances de la même couleur les unes à côté des autres était une tendance de conception courante lors de la conception à plat. Si vous regardez attentivement, vous pouvez voir l'ombre sur les bords de chaque nuance contrastante. Cette illusion est connue sous le nom de bandes de Mach. Il n'y a pas d'ombres dans l'image, nos yeux perçoivent simplement cette image de cette façon.

L'explication technique de cet effet est l'inhibition latérale, qui fait apparaître les zones sombres plus sombres et les zones claires plus claires. Bien que cet effet soit assez subtil dans le monde du design visuel, les bandes de Mach peuvent être un véritable obstacle pour les dentistes. L'analyse aux rayons X des dents crée des images en niveaux de gris utilisées pour analyser les anomalies anormales. Les bandes de Mach peuvent conduire à un diagnostic faussement positif si elles ne sont pas identifiées.

4. L'illusion de Hering

C'est vivant!

Avez-vous déjà rencontré un logo avec des lignes très fines ou de minuscules points en arrière-plan qui semblent bouger ou vibrer lorsque vous faites défiler ? Que diriez-vous de regarder une vidéo avec des lignes ondulées en arrière-plan ? Cette illusion est due à l'effet d'aliasing, l'effet de moiré, qui s'observe lors du déplacement de deux grilles superposées. Dans ce cas, l'image et les pixels sur le moniteur créent l'illusion.

C'est un effet plutôt intéressant, même s'il ne s'agit pas d'une illusion d'optique à part entière. L'exemple du logo Sonos utilise une combinaison de motif moiré, d'illusion de Goering et de mouvement imaginaire.

5. Grille d'Hermann

Paraître ou ne pas paraître, telle est la question.

Cette illusion est très populaire et peut être vue dans un balisage contenant une grille de carrés sur un fond contrasté. Si vous regardez n'importe quel carré, vous pouvez voir des points à l'intersection des lignes qui disparaissent si vous essayez de les regarder directement.

Des points gris apparaissent à l'intersection des lignes

La raison de cet effet est liée à l'inhibition latérale. c'est-à-dire la capacité d'un neurone excité à inhiber les neurones voisins.

6. L'illusion du contraste simultané

Si deux objets de la même couleur sont placés sur des arrière-plans de contraste différent, les objets auront l'air d'être de couleurs différentes. Le contraste est roi dans le monde du design visuel et cet effet peut être différent pour certaines personnes.

Le texte sur différents côtés a la même couleur

Malheureusement, les raisons de cette illusion n'ont pas encore été clarifiées, mais il existe plusieurs théories, dont l'une est l'inhibition latérale.

7. Illusion de Munker-White

Cette illusion est assez simple, mais néanmoins divertissante. En regardant le GIF ci-dessus, les blocs violets à gauche apparaissent plus clairs que les blocs violets à droite. Mais en fait, ils réfléchissent la même quantité de lumière.

La raison de l'illusion de Munker-White est… vous l'avez deviné, l'inhibition latérale.

8. Illusion d'aquarelle

Parfois, j'ajoutais une bordure à un objet et je me demandais si j'avais changé la couleur d'arrière-plan. Si vous regardez attentivement, vous remarquerez que les parties claires prennent une nuance subtile de la couleur du cadre. Mais en fait, les zones claires sont blanches.

Ce phénomène visuel, connu sous le nom d'illusion d'aquarelle, dépend de la combinaison de la luminosité et du contraste du contour, ce qui se traduit par un effet de diffusion de la couleur.

La couleur blanche à l'intérieur du bouton semble prendre une légère teinte de la couleur de la bordure.

J'avoue que cette illusion m'a laissé perplexe plusieurs fois, et j'ai dû vérifier la couleur avec une palette.

9. Illusion de Yastrov

Questions de taille?

Travailler sur une illustration ou un logo nécessite de découper différentes formes. Cette illusion se produit lorsque vous travaillez avec des objets courbes. Les deux éléments semblent être de tailles différentes, mais à y regarder de plus près, ils s'avèrent être les mêmes. Fou, non?

Grâce à cette illusion, nous percevons les mêmes bords courbes comme différents

Comment est-ce possible? Il n'y a pas d'explication précise pour laquelle nous percevons ces objets comme des objets de tailles différentes. Une explication est que le cerveau est déconcerté par la différence de taille entre les rayons plus grands et plus petits. En d'autres termes, le côté court fait paraître le côté long plus long, et le côté long fait paraître le côté court encore plus court.

10 L'illusion de cornsweet

Comme les illusions Mach et Simultaneous Contrast, l'illusion Cornsweet utilise un dégradé et une ligne centrale pour donner l'impression qu'un côté d'une image est plus sombre que l'autre. Mais en fait ce sont les mêmes ! Vous pouvez comprendre cela lorsque les sections sont en parallèle.